CN109521998A - 一种基于mos管的电流抖动的随机数生成电路及存储器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路及存储器，包括第一MOS管、基准器件和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和基准器件分别接入所述差分比较器的两个输入端，所述差分比较器的输出端输出0或1，应用了电子的发射和俘获影响电流的抖动的现象，将这个随机抖动作为所述差分比较器的一个输入，并加上所述基准器件做对比，可以使所述差分比较器输出真正的随机数列，因此本发明在密码领域中具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及半导体存储电路，特别是一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路及存储器。
背景技术
随机数生成在加密等领域中有着重要的作用，目前常规手段还是采用将范围内的各个数字或字母打乱得到一组数据的方式提供随机数，俗称伪随机，因此其安全性相对于数学意义上的随机还是有一定的差距。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路及存储器，利用MOS管中电子的发射和俘获的随机性质获得真随机数。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，包括第一MOS管、基准器件和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和基准器件分别接入所述差分比较器的两个输入端，所述差分比较器的输出端输出0或1。
进一步，所述基准器件为恒定电流源。
进一步，所述基准器件为第二MOS管。
进一步，所述第一MOS管连接到所述差分比较器的正相输入端，所述基准器件连接到所述差分比较器的反相输入端。
进一步，所述差分比较器为电压比较器或电流比较器。
一种存储器，包括有如上述任一所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路
本发明的有益效果是：本发明应用了电子的发射和俘获影响电流的抖动的现象，将这个随机抖动作为所述差分比较器的一个输入，并加上所述基准器件做对比，可以使所述差分比较器输出真正的随机数列，因此本发明在密码领域中具有广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明第一实施例的电路结构图；
图2是本发明第二实施例的电路结构图。
具体实施方式
参照图1，本发明的一个实施例提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，包括第一MOS管、基准器件和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和基准器件分别接入所述差分比较器的两个输入端，所述差分比较器的输出端输出0或1。
本实施例基于电流随机抖动和所述差分比较器输出0或1的特性，在MOS管中，基底的Si或SiO2表面根据栅极施加电压的不同会发生电子的发射和俘获现象，因此影响了MOS的漏极和源极上的电流，造成电流的抖动，由于电子的发射和俘获在量子领域中具有测不准特性，因此对于电流的抖动也是无法测定的，因此可以认为此时MOS管上的电流幅值完全随机，根据这一特征将所述第一MOS管的电流与所述基准器件进行对比，即可获得完全随机的数字序列。采用本实施例可以获得真随机数列，在加密等领域中可以得到很广泛的应用。
优选地，本发明的另一个实施例提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，所述基准器件为恒定电流源。
本实施例的所述基准器件采用恒定电流源，相当于只让所述第一 MOS管上的电流抖动，用恒定电流源的数据与抖动的电流作对比，即可得到差分结果。在本实施例中所述恒定电流源的电流是4uA。
优选地，参照图2，本发明的另一个实施例提供了一种基于MOS 管的电流抖动的随机数生成电路，所述基准器件为第二MOS管。
本实施例的所述基准器件采用另一个MOS管作对比，由于所述第一MOS管和第二MOS管都提供随机抖动电流，因此两个随机输入即可使所述差分比较器输出随机数列。
基于上述任一实施例，本发明的另一个实施例提供了一种基于 MOS管的电流抖动的随机数生成电路，所述第一MOS管连接到所述差分比较器的正相输入端，所述基准器件连接到所述差分比较器的反相输入端。限定了所述第一MOS管和所述基准器件连接哪个输入端，实际上两者可以随意组合，本实施例仅做一种情况的例子。
基于上述任一实施例，本发明的另一个实施例提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，所述差分比较器为电压比较器或电流比较器。采用电流比较器直接对输入电流进行对比，而采用电压比较器则需要测量所述第一MOS管上的电压并且所述基准器件可以为恒定电压源或另一个MOS管，两种不同的差分比较器的输出效果均相同。
一种存储器，包括有如上述任一所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路。
参照图1，本发明的第一实施例提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，包括第一MOS管、恒定电流源和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和恒定电流源分别接入所述差分比较器的两个输入端，其中所述第一MOS管连接到所述差分比较器的正相输入端，所述恒定电流源连接到所述差分比较器的反相输入端，所述差分比较器为电流比较器，其输出端输出0或1。
参照图2，本发明的第二实施例提供了一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，包括第一MOS管、第二MOS管和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和第二MOS管分别接入所述差分比较器的两个输入端，其中所述第一MOS管连接到所述差分比较器的正相输入端，所述第二MOS管连接到所述差分比较器的反相输入端，所述差分比较器为电流比较器，其输出端输出0或1。
本发明应用了电子的发射和俘获影响电流的抖动的现象，将这个随机抖动作为所述差分比较器的一个输入，并加上所述基准器件做对比，可以使所述差分比较器输出真正的随机数列，因此本发明在密码领域中具有广泛的应用前景。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，其特征在于：包括第一MOS管、基准器件和用于输出随机数的差分比较器，所述第一MOS管和基准器件分别接入所述差分比较器的两个输入端，所述差分比较器的输出端输出0或1。
2.根据权利要求1所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，其特征在于：所述基准器件为恒定电流源。
3.根据权利要求1所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，其特征在于：所述基准器件为第二MOS管。
4.根据权利要求1－3任一所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，其特征在于：所述第一MOS管连接到所述差分比较器的正相输入端，所述基准器件连接到所述差分比较器的反相输入端。
5.根据权利要求1－3任一所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路，其特征在于：所述差分比较器为电压比较器或电流比较器。
6.一种存储器，其特征在于：包括有如权利要求1－5任一所述的一种基于MOS管的电流抖动的随机数生成电路。
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