DE60314595T2

DE60314595T2 - Nichtlineare widerstandsschaltung mit floating-gate-mosfets

Info

Publication number: DE60314595T2
Application number: DE60314595T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Warabi-shi HORIO; Tetsuya Hiratsuka-shi FUJIWARA; Kazuyuki Narashino-shi AIHARA
Original assignee: Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP4662115B2; EP1469600A4; EP1469600B1; DE60314595D1; US7023264B2; EP1469600A1; WO2003063349A1; US20050121723A1; JPWO2003063349A1

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen nichtlinearen Widerstandskreis mit Floating-Gate-MOSFETs und insbesondere auf eine Schaltung, die verschiedene N-förmige Spannungs-Strom-Charakteristiken realisiert.
Hintergrund und Stand der Technik
Konventionellerweise umfassen die Referenzdokumente zu dem o. g. Feld folgende Offenbarungen:

Referenzdokument (1): Japanisches Patent Nr. 3.007.327 : Y Horio, K. Watarai und K. Aihara, "Nonlinear resistor circuits using capacitively coupled multi-input MOSFETs," (Nichtlineare Widerstandskreise mit kapazitiv gekoppelten Multi-Eingang-MOSFETs), IEICE Trans. Fundamentals (Grundlagen), Bd. E82-A, Nr. 9, Seiten 1926-1936, 1999.
Referenzdokument (2): K. Matsuda, Y. Horio und K. Aihara,. "A simulated LC oscillator using multi-input floating-gate MOSFETs" (Ein simulierter LC-Oszillator mit Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFETs), Protok. IEEE Int. Symp. an Circuits and Syst (Symp. für Circuits and Systems),. Bd. III, Seiten 763-766, 2001.
Referenzdokument (3): Kinya Matsuda, Tomonori Amano, Yoshihiko Horio und Kazuyuki Aihara, "LC oscillator using capacitively coupled multi-input MOSFETs" (LC-Oszillator mit kapazitiv gekoppelten Multi-Eingang-MOSFETs), Protokolle des 13. Karuizawa Workshops für Circuits and Systems, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE), Seiten 35-40, 2000.
Referenzdokument (4): Kinya Matsuda, Yoshihiko Horio und Kazuyuki Aihara, "Method for high-Q active inductor circuit" (Methode für high-Q-aktive Drosselschaltung), Technischer Bericht von IEICE, Bd. NLP 2001-39, Seiten 37-41, 2001.
Referenzdokument (5): T. Matsumoto, L. O. Chua, and M. Komuro, "The double scroll" (Die Doppel-Spirale), IEEE Trans. zu Circuits and Systems, Bd. CAS-32, Nr. 8, Seiten 798-817, 1985.
Referenzdokument (6): J. M. Cruz und L. O. Chua, "A CMOS IC nonlinear resistor for Chua's circuit" (Ein CMOS IC nichtlineare Schaltung für Chua's Schaltung) IEEE Trans. an Circuit and Syst., 1, Bd. 39, Nr. 12, Seiten 985-995, 1992.

FR 75916 E beschreibt eine Schaltung bestehend aus einem Transistorpaar verbunden mit resistiven Mittel für die Erzeugung einer Charakteristik mit negativem Widerstand zu beiden Seiten vom Ursprung.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung schlägt einen konventionellen, nichtlinearen Widerstandskreis vor mit einem Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET als einen der Schaltkreise mit einem negativen Spannungs-Strom- (V-I) Charakteristikbereich (im Referenzdokument (1)), appliziert an einem Drosselsimulations- oder Sinusoszillatorkreis (Referenzdokumente (2) bis (4)). In den Schaltkreisen werden Λ-förmige und V-förmige, nichtlineare Widerstandscharakteristiken realisiert und die Charakteristiken werden außerdem durch externe Spannungen verändert.
Darüber hinaus hat eine N-förmige, nichtlineare Widerstandscharakteristik den negativen Widerstandsbereich in der Mitte und wird deshalb weitgehend für einen Schwingungskreis oder eine Neuronvorrichtung verwendet. Insbesondere die N-förmige, nichtlineare Widerstandscharakteristik nähert sich gebrochen-linearen Funktionen vom dritten bis fünften Grad und kann einen Sinusoszillator- oder Chaosgenerationskreis bilden durch Verbindung von L und C (Referenzdokument (5) und (6)).
Erfindungsmeldung
In Anbetracht der eingangs erwähnten Probleme wird mit der vorliegenden Erfindung bezweckt, einen nichtlinearen Widerstandskreis zu bieten mit Floating-Gate-MOSFETs zur Realisierung von N-fdrmigen V-I-Charakteristiken, womit verschiedene N-förmige Charakteristiken möglich werden, angeglichen an gebrochen-lineare Funktionen vom dritten bis siebten Grad durch Einsatz des nichtlinearen Widerstandskreises mit Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFETs, wobei die Charakteristiken durch die externen Spannungen verändert werden.
Um den o. g. Zweck zu erfüllen,

(1) wird ein nichtlinearer Widerstandskreis mit Floating-Gate-MOSFETs vorgesehen, wobei ein Λ-förmigen, nichtlinearer Widerstandskreis mit einem Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET und ein V-förmiger, nichtlinearer Widerstandskreis mit einem Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET parallel verschaltet sind und der Strom des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Strom des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises addiert werden, sodass verschiedene N-förmige Spannungs-Strom-Charakteristiken kombiniert werden, die N-förmige Spannungs-Strom-Charakteristik kontinuierlich verändert wird und die Spannungs-Strom-Charakteristiken, angeglichen an gebrochen-lineare Funktionen vom dritten bis siebten Grad, realisiert werden.
(2) sind im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) negative Widerstandsbereiche in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. in der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises so linear wie möglich und sowohl die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines N-Kanal-MOSFET und eine Spannung zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines P-Kanal-MOSFET nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des dritten Grades zu bilden.
(3) sind im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) negative Widerstandsbereiche in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. in der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen nichtlinearen Widerstandskreises so linear wie möglich und sowohl die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des dritten Grades zu bilden.
(4) wird im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) eine Neigung eines negativen Bereiches der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigung der Charakteristik verändert wird, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines N-Kanal-MOSFET und eine Spannung zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines P-Kanal-MOSFET nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des vierten Grades zu bilden.
(5) wird im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) eine Neigung eines negativen Bereiches der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigung der Charakteristik verändert wird, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des vierten Grades zu bilden.
(6) werden im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) Neigungen von negativen Bereichen der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigungen der Charakteristiken verändert werden, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines N-Kanal-MOSFET und eine Spannung zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines P-Kanal-MOSFET nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des fünften Grades zu bilden.
(7) werden im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) Neigungen von negativen Bereichen der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigungen der Charakteristiken verändert werden, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises nach links bzw. rechts bewegt, um die Charakteristik des fünften Grades zu bilden.
(8) wird im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) eine Neigung eines negativen Bereiches der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigung der Charakteristik verändert wird, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines N-Kanal-MOSFET und eine Spannung zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines P-Kanal-MOSFET in der lateralen Achse bewegt, um die Charakteristik des sechsten Grades zu bilden.
(9) wird im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) eine Neigung eines negativen Bereiches der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigung der Charakteristik verändert wird, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises in der lateralen Achse bewegt, um die Charakteristik des sechsten Grades zu bilden.
(10) werden im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) Neigungen der negativen Bereiche der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigungen der Charakteristiken verändert werden, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines N-Kanal-MOSFET und eine Spannung zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol eines P-Kanal-MOSFET in der lateralen Achse bewegt, um die Charakteristik des siebten Grades zu bilden.
(11) werden im nichtlinearen Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs laut Beschreibung (1) Neigungen der negativen Bereiche der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises verändert, sodass die Neigungen der Charakteristiken verändert werden, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises werden parallel durch eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. eine Spannung zwischen Erde und einem Drain-Pol eines Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises in der lateralen Achse bewegt, um die Charakteristik des siebten Grades zu bilden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen N-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreis mit Floating-Gate-MOSFETs gem. vorliegender Erfindung;
2 zeigt Diagramme verschiedener V_xy-I_A-Charakteristiken (Wertsimulationen) in 1;
3 zeigt Diagramme verschiedener V_xy-I_V-Charakteristiken (Wertsimulationen) in 1;
4 sind Diagramme von V-I-Charakteristiken, angeglichen an eine gebrochenlineare Funktionen laut vorliegender Erfindung;
5 ist ein Prinzipdiagramm der Kombination der N-förmigen V-I-Charakteristiken dritten Grads laut vorliegender Erfindung;
6 ist ein Diagramm mit Beispielen (numerische Simulationen) nichtlinearer Widerstandscharakteristiken, angeglichen an gebrochen-lineare Funktion dritten Grades laut vorliegender Erfindung;
7 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik fünften Grads (wobei die Spannungskoordinate eines Breakpoints fixiert ist und Neigungen m₀ und m₁ verändert werden), gemäß vorliegender Erfindung;
8 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik fünften Grads (wobei die Neigungen m₀ und m₁ fixiert sind, Breakpoints B_P2– und B_P2+ fixiert sind und Breakpoints B_P1_ und B_P1+ verändert werden), gemäß vorliegender Erfindung;
9 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik fünften Grads (wobei die Neigungen m₀ und m₁ fixiert sind, Breakpoints B_P1_ und B_P1+ fixiert sind und Breakpoints B_P2– und B_P2+ verändert werden), gemäß vorliegender Erfindung;
10 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik vierten Grads gemäß vorliegender Erfindung;
11 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik sechsten Grads gemäß vorliegender Erfindung;
12 ist ein Diagramm mit einem Beispiel der nichtlinearen Widerstandscharakteristik siebten Grads gemäß vorliegender Erfindung;
13 sind Diagramme mit Schaltkreissimulationsresultaten mit HSPICE;
14 sind Diagramme mit den Schaltkreissimulationsresultaten mit HSPICE;
15 ist ein Diagramm mit einem experimentellen Schaltkreis mit diskreten Teilen;
16 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik dritten Grads, realisiert durch das Experiment mit diskreten Teilen;
17 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik vierten Grads, realisiert durch das Experiment mit diskreten Teilen;
18 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik fünften Grads, realisiert durch das Experiment mit diskreten Teilen;
19 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik sechsten Grads, realisiert durch das Experiment mit diskreten Teilen;
20 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik siebten Grads, realisiert durch das Experiment mit diskreten Teilen;
21 ist ein Mikrofoto anstelle einer Zeichnung mit einem IC-Baustein mit dem in 15 gezeigten Schaltkreis;
22 ist ein Diagramm mit einer a V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
23 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
24 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
25 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
26 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
27 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein;
28 ist ein Diagramm mit der V_xy-I_N-Charakteristik gemessen am IC-Baustein.
Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird ein N-förmiger, nichtlinearer Widerstandskreis beschrieben. Ein Suffix A wird hier als Referenzsymbol
zwecks praktischer Kennung angeführt.
1 ist ein Diagramm mit einem N-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreis mit Floating-Gate-MOSFETs nach der vorliegenden Erfindung. 2 sind Diagramme (numerische Simulationen) mit verschiedenen
-Charakteristiken in 1. 2(a) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung
als einen Parameter. 2(b) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung
als einen Parameter. 2(c) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung
als einen Parameter. Und 2(d) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung
als einen Parameter. 3 sind Diagramme (numerische Simulationen) mit verschiedenen V_Xv-I_v-Charakteristiken in 1. 3(a) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung V_xV als einen Parameter. 3(b) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung V_yV als einen Parameter. 3(c) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung V_nV als einen Parameter. Und 3(d) ist ein Diagramm mit der Charakteristik mit einer Spannung V_pV als einen Parameter.
Unter Verweis auf 1 wird der Schaltkreis gebildet durch parallele Verschaltung eines Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandkreises 2 mit Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFETs (siehe Referenzdokument (1)). 2 und 3 zeigen die nichtlinearen Widerstandscharakteristiken der Ströme
bzw.
in 1 für die Spannung V_xy.
Zunächst wird der Λ-förmige, nichtlineare Widerstandskreis 1 beschrieben.
Unter Verweis auf 1 sind an einem Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET
Kondensatoren
und
an einem Gate eines normalen N-Kanal-MOSFET angeschlossen und als Eingangspole konfiguriert. Eingänge werden über die Kondensatoren
und
angelegt, sodass das Gate des P-Kanal-MOSFET
gleichwertig potentialfrei (floating) gesetzt wird. Ein N-Kanal-MOSFET
ist in Serie mit dem P-Kanal-MOSFET
verschaltet.
Als nächstes wird der V-förmige, nichtlineare Widerstandskreis 2 beschrieben. Unter Verweis auf 1 sind am Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal MOSFET M_nV Kondensatoren C_n1V und C_n2v an einem Gate eines normalen N-Kanal-MOSFET angeschlossen und als Eingangspole konfiguriert. Eingänge werden über die Kondensatoren C_n1V und C_n2v angelegt, sodass das Gate des P-Kanal-MOSFET M_nV gleichwertig potentialfrei (floating) gesetzt wird. Ein P-Kanal-MOSFET M_pV ist in Serie mit dem N-Kanal-MOSFET M_nV verschaltet.
Unter Verweis auf 1 und 2 versteht sich, dass verschiedene
und V_xy-I_v-Charakteristiken realisiert werden in Abhängigkeit von den Spannungen, die in 1 gezeigt werden (siehe Referenzdokument (1)). Beim in 1 gezeigten Schaltkreis werden Ströme
und I_v addiert, wobei verschiedene N-förmige V_xy-I_N-Charakteristiken kombiniert werden.
Eine theoretische Formel für die Beschreibung der Charakteristiken für Steuerspannungen von
und I_v ist aus Referenzdokument (1) ersichtlich. An dieser Stelle werden die Charakteristiken einfach wie folgt ausgedrückt:
Iv = fv(Vxy, VxV, VyV, VnV, VpV), (2)
Dann, unter Verweis auf 1
4 sind Diagramme mit V-I-Charakteristiken, angenähert an eine gebrochenlineare Funktion gemäß vorliegender Erfindung. 4(a) zeigt die Charakteristik des dritten Grades. 4(b) zeigt die Charakteristik des vierten Grades. 4(c) zeigt die Charakteristik des fünften Grades. 4(d) zeigt die Charakteristik des sechsten Grades. Und 4(e) zeigt die Charakteristik des siebten Grades.
Die in 1 realisierten V_xy-I_N-Charakteristiken ändern sich kontinuierlich. Im Folgenden werden diese Charakteristiken angenähert auf die Charakteristiken der gebrochen-linearen Funktionen vom dritten bis siebten Grad, wie in 4 gezeigt, und beschrieben. Die Zahl der gebrochen-linearen Abschnitte wird hier als Grad bezeichnet. Und der Endpunkt des gebrochen-linearen Abschnittes wird als Breakpoint bezeichnet.
Es wird eine einfache und qualitative Beschreibung einer Methode zur Realisierung der einzelnen in 4 abgebildeten Charakteristiken geliefert.
An erster Stelle wird die in 4(a) gezeigte Charakteristik realisiert, indem die in 2 und 3 gezeigten
und V_xy-I_v-Charakteristiken um die in 1 gezeigte Spannung
oder
und die Spannung V_xV oder V_yV parallel nach links und rechts bewegt werden. In diesem Fall könnte der Mittelabschnitt der V_xy-I_N-Charakteristik zur Gänze ein lineares Stück sein. Um dies zu realisieren, können vorzugsweise die negativen Bereiche der Λ-förmigen und V-förmigen Charakteristiken so weit wie möglich linear sein. Das heißt, die Einstellung von
, V_nV und V_pV ist wichtig. Dieser Zustand ist aus 5 ersichtlich.
Gleich wie bei der obigen Beschreibung werden auch die Charakteristiken vom vierten bis siebten Grad realisiert. Diese Charakteristiken unterscheiden sich von der Charakteristik des dritten Grades und der Breakpoint ist für den Mittelbereich der Charakteristiken notwendig. Dies wird realisiert durch Regelung der Spannung
und V_nV in 1. Die Charakteristik des vierten Grades wird realisiert durch Regelung der Neigung des negativen Bereichs der
bzw. V_xy-I_v Charakteristik. Die Charakteristik des fünften Grads wird realisiert durch simultante Regelung der Λ-förmigen und V-förmigen Charakteristiken. Die Charakteristik des sechsten Grades wird realisiert, indem die für die Charakteristik des vierten Grades benutzte Λ-förmige und V-förmige Charakteristik um die Spannung
oder
und die Spannung V_xV oder V_yV in 1 parallel in der lateralen Achse bewegt werden. Die Charakteristik des siebten Grades wird realisiert durch die gleiche Methode wie die Charakteristik des fünften Grades.
Bei den Charkteristiken des dritten bis siebten Grades können die Neigung der gebrochen-linearen Funktion und die Breaktpoints geändert werden. Dies wird im Detail mit den Charakteristiken des dritten und fünften Grades beschrieben, welche normalerweise benutzt werden.
(1) Charakteristik des dritten Grades
Gemäß folgender Methode werden Stromachsen-Koordinaten I_BP– und I_BP+ der Breakpoints in 4(a) fixiert und Spannungsachsen-Koordinateen V_BP– und V_BP+ geändert. Auf diese Weise wird nur eine Neigung m₀ geändert. Zuerst werden die Spannungen V_BP– und V_BP+ durch die Spannung
oder
und die Spannung V_xV oder V_yV festgelegt. Als nächstes werden die Ströme I_BP– und I_BP+ durch die Spannungen
,
V_nV, und V_pv geregelt, ohne die Spannungen V_BP– und V_BP+ zu ändern, und die Neigung m₀ festgelegt. In diesem Fall sind besonders die Spannungen
und V_nV wichtige Parameter, da die Ströme I_BP– und I_BP+ fixiert sein müssen.
Als nächstes wird eine Methode gezeigt, um die Breakpoints B_P– und B_P+ zu regeln während die Neigung m₀ fixiert wird. Zuerst werden die Spannungen V_BP– und V_BP+ durch die Spannung
oder
und die Spannung V_xV oder V_yV festgelegt. Als nächstes werden die Breakpoints B_P– und B_P+ vorwiegend durch die Spannungen
und V_pV in der Spannungsachsenrichtung vergrößert oder reduziert, um so die Breakpoints zu verschieben.
(2) Charakteristik fünften Grades
Für die Charakteristik des fünften Grades sind vier Breakpoints B_P1–, B_P1+, B_P2– und B_P2+ in 4(c) fixiert und die Neigungen m₀ und m₁ können geregelt werden. Bei der Änderung von lediglich der Neigung m₀ wird die Änderung der Neigung des negativen Widerstandsbereiches der Λ-förmigen und V-förmigen Charakteristiken benutzt. Die Spannungen
und V_nV sind daher wichtige Parameter. Die Neigung m₁ kann durch die Spannungen
und V_yv geregelt werden. Danach werden andere Spannungen die Breakpoints regeln.
Die Breakpoints werden wir folgt geändert während die Neigungen m₀ und m₁ fixiert werden. Der Breakpoint B_P1– oder B_P1+ wird geändert durch Vergrößerung der Charakteristiken der Spannungen V_nA und V_pV in der Längsachsenrichtung und Änderung des gebrochen-linearen Abschnitts der Neigung m₁. Gleich wie bei der Änderung der Breakpoints der Charakteristik des dritten Grades, werden Breakpoint B_P2– oder B_P2+ geregelt durch vergrößern oder reduzieren von B_P2– oder B_P2+ in der Spannungsachsenrichtung und in der Stromachsenrichtung durch die Spannung
oder
und die Spannung V_nV, V_xV, oder V_yV. In diesem Fall ist die Feinregulierung mit anderen Steuerspannungen notwendig.
(Nummerische Simulationen)
Im Folgenden werden die N-förmigen, nichtlinearen Widerstandscharakteristiken des dritten bis siebten Grades durch Computersimulationen unter Einsatz der V-I-Formel mit dem einfachen MOSFET-Modell gemäß Referenzdokument (1) bestätigt. Insbesondere bei den Charakteristiken des dritten bis fünften Grades werden die Regelungszustände der Breakpoints und Neigungen im Detail angegeben. In den Simulationsexperimenten sind Steilheitsparameter des N-Kanal-MOSFET und P-Kanal-MOSFET in 1 K_n = K_p = 300 μA/V², Eine Schwellenspannung des N-Kanal-MOSFET ist V_tn = 0.55 V, und eine Schwellenspannung des P-Kanal-MOSFET ist V_tp = –0,8 V. Außerdem unter Bezug auf 1,
=
= C_n1V = C_n2V = 0,1 pF.
(1) Nichtlineare Widerstandscharakteristik des dritten Grades
Unter Bezug auf 6 wird die Charakteristik angenähert auf die gebrochen lineare Funktion unter Einsatz der Spannungswerte in Tabelle 1 gezeigt. Eine Charakteristik A hat die gleiche Neigung m₀ mit einer Charakteristik C in 6 und der Breakpoint der Charakteristik A ist verschieden von der Charakteristik C. Im Gegensatz hierzu hat eine Charakteristik B die gleichen Ströme I_p1– und I_p1+ wie die Charakteristik C und die Neigung m₀ der Charakteristik B ist anders als die von der Charakteristik C. Folglich werden die Breakpoints B_P– und B_P+ und die Neigung m₀, gezeigt in 4, geändert. Tabelle 1
Vgl. Tabelle 1 und 6. Die Breakpoints werden in Abhängigkeit von den Spannungen
und V_pV festgelegt und die Neigung durch die Spannungen
und V_nV stark geändert.
(2) Nichtlineare Widerstandscharakteristik fünften Grades Beispiele der V_xy-I_N-Charakteristik, angeglichen an die gebrochen-lineare Charakteristik fünften Grades, realisiert durch die Simuluation, werden gezeigt in 7, 8, und 9. Außerdem werden Werte der Steuerspannungen für die Charakteristiken in 7, 8 und 9 in Tabelle 2 bis 4 gezeigt.
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Kurven B und C in 7 werden als Beispiel gezeigt durch Änderung der Neigung m₀ mit Fixierung der Spannungskoordinaten der vier Breakpoints in 4(c). Gleichermaßen werden Kurven A und B als Beispiele gezeigt durch Änderung der Neigung m₁. Basierend auf den Beispielen und Tabelle 2 können die Spannungen
und V_nV geändert werden, während die Spannungen
und V_pV konstant gehalten werden, im Fall einer Verstellung der Neigung m₀. Außerdem kann die Neigung m₁ grob eingestellt werden durch grobe Ermittlung der Charakteristik mit den Spannungen
und V_yV und Feineinstellung mit den Spannungen
und V_nV.
8 und Tabelle 3 zeigen ein Beispiel der Einstellung der Breakpoints B_P1– and B_P1+ während die Neigungen m₀ und m₁ in 4(c) fixiert werden. 9 und Tabelle 4 zeigen ein Beispiel der Einstellung der Breakpoints B_P2– und B_P2+. Basierend auf den Simulationsbeispielen werden die Breakpoints B_P1+ und B_P1– in Abhängigkeit von der Spannungen V_pV bzw.
, festgelegt. Außerdem werden die Breakpoints B_P2+ und B_P2– in Abhängigkeit von den Spannungen V_xV und V_nV bzw. den Spannungen
und
, festgelegt.
(3) Nichtlineare Widerstandscharakteristiken des vierten, sechsten und siebten Grades
10 zeigt die nichtlineare Widerstandscharakteristik des vierten Grades, 11 zeigt die nichtlineare Widerstandscharakteristik des sechsten Grades und 12 zeigt die nichtlineare Widerstandscharakteristik des siebten Grades. Die Spannungen in 1 für die Charakteristiken werden in Tabelle 5 bis 7 gezeigt. Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 7
Mit Tabelle 5 und C in Tabelle 1 wird die Charakteristik vierten Grades realisiert durch Ändern der Spannungen
, V_nV und V_pV, basierend auf der Charakteristik des dritten Grades. Außerdem mit Tabelle 5 und 6, Tabelle 7 und B in Tabelle 2 werden die Charakteristiken des sechsten und siebten Grades realisiert durch Ändern der Spannungen
und V_xV, basierend auf den Charakteristiken des vierten und fünften Grades.
[HSPICE-Simulationen]
Halbleiterprozessparameter von MOSIS TSMC 0,35 μm CMOS Prozess werden benutzt und die Größen von
und M_nV in 1 haben W von 20 μm und L von 0,4 μm. Außerdem die Größen von
und M_pV in 1 haben W von 60 μm und L von 0,4 μm. 13 und 14 zeigen Ergebnisse von Schaltungssimulationen mit HSPICE im Fall von Kapazitäten
=
=
=
= 0,1 pF. Die Charakteristiken korrespondieren mit den Simulationscharakteristiken des dritten bis siebten Grades.
Wie oben erwähnt ist der N-förmige, nichtlineare Widerstandskreis mit den Multi-Eingangs-Floating-Gate-MOSFETs versehen. Außerdem werden die numerischen Berechnungen und die HSPICE-Simulationen benutzt, um Beispiele der V-I-Charakteristiken zu zeigen. Außerdem wird eine Methode zur Realisierung der Charakteristiken qualitativ beschrieben.
[Experimente mit diskreten Teilen]
Gemäß der Ausführungsform besteht der Schaltkreis in 15 aus diskreten Teilen und die V_xy-I_N-Charakteristik wird gemessen. Die Schaltung wird in 15 gezeigt.
und M_nV 12 benutzen 2SK612 und
und M_pV 14 benutzen 2SJ133.
Außerdem werden experimentielle Ergebnisse in 16 bis 20 gezeigt, wenn Kapazitäten
, C_n1V 17 und C_n2V 18 0,1 μF sind. Die Spannungen in 15 für die Realisierung der Charakteristiken werden in Tabelle 8 bis 12 gezeigt.
16 zeigt die experimentiellen Ergebnisse unter Einsatz der diskreten Teile der V_xy-I_N Charakteristik des dritten Grades und Spannungswerte in 15 mit
von –0,7V,
von 1,55V,
von –4,69V, V_v von 0,7V, V_nV von 3,23V und V_pV von –2,32V, wie in Tabelle 8 gezeigt.
Tabelle 8
Fig. 17 zeigt die experimentiellen Ergebnisse unter Einsatz der diskreten Teile der V_xy-I_N Charakteristik des vierten Grades und Spannungswerte in 15 mit
von –1,6V,
von 1,46V,
von –5,65V, V_v von 1V, V_nV von 3,43V und V_pV von –2,28V, wie in Tabelle 9 gezeigt.
Tabelle 9
18 zeigt die experimentiellen Ergebnisse unter Einsatz der diskreten Teile der V_xy-I_N Charakteristik des fünften Grades und Spannungswerte in 15 mit
von –1,5V,
von 1,46V,
von –5,65V, V_v von 1,5 V, V_nV von 4,23V und V_pV von –2,18V, wie in Tabelle 10 gezeigt.
Tabelle 10
Fig. 19 zeigt die experimentiellen Ergebnisse unter Einsatz der diskreten Teile der V_xy-I_N Charakteristik des sechsten Grades und Spannungswerte in 15 mit
von –2,1V,
von 1,46V,
von –5,65V, V_v von 1,6 V, V_nV von 3,43V und V_pV von –2,28V, wie in Tabelle 11 gezeigt.
Tabelle 11
20 zeigt die experimentiellen Ergebnisse unter Einsatz der diskreten Teile der V_xy-I_N Charakteristik des siebten Grades und Spannungswerte in 15 mit
von –2,1V,
von 1,46V,
von –5,65V, V_v von 2;1 V, V_nV von 4,23V und V_pV von –2,18V, wie in Tabelle 12 gezeigt.
Tabelle 12
Ein Widerstand R (19) wird zwischen die Knoten A und B (an der Stromversorgungsseite der o. g. nichtlinearen Widerstandsschaltung) eingesetzt, in 15, der Spannungsabfall wird durch einen Verstärker (INA114) 20 verstärkt, und der Strom I_N wird basierend auf den verstärkten Ausgangsspannungen durch die folgenden Formeln (4) bis (6) erhalten. Das Referenzsymbol R_G bezeichnet hier Widerstand für die Ermittlung von Verstärkung G des Verstärkers 20, und R_G ist 10 kΩ. Außerdem ist der Widerstand R 33 Ω und der Ausgangswiderstand R_O ist 10 kΩ. Vo = G – (VIN + – VIN –) (4) G = .I + (50 kΩ/RG) (5) IN = V0/G·R (6)
Als nächstes wird ein Beispiel einer integrierten Schaltung (IC) beschrieben.
Die in 15 gezeigte Schaltung ist eine integrierte Schaltung, hergestellt durch MOSIS TSMC 0,35 μm CMOS Halbleiterprozess. Der Messkreis für die V_xy-I_N-Charakteristik besteht aus dem Widerstand 19, und der in 15 gezeigte Messverstärker ist nicht integriert, sondern außerhalb des Chips durch diskrete Teile montiert. 21 zeigt ein Mikrofoto des IC-Bausteins, samt der in 15 gezeigten Schaltung.
Die Größen von M_nA und M_nV in 15 haben W von 18 μm und L von 0,6 μm. Die Größen von
und
in 15 haben außerdem W von 54 μm und L von 0,6 μm. Die Kapazitäten sind außerdem
=
=
=
= 0,3 pF.
22 bis 28 zeigen die V_xy-I_N-Charakteristiken, die am Chip gemessen werden.
Die Spannungswerte in 15 zur Realisierung der Charakteristik werden in Tabelle 13 bis 19 gezeigt. Die Charakteristiken korrespondieren mit den Simulationscharakteristiken des dritten bis siebten Grades und den HSPICE-Simulationscharakteristiken. Der Strom I_N wird hier durch die Berechnungsformeln (4), (5) und (6), erhalten, gleich wie beim Expirement mit den diskreten Teilen. Die Widerstände in den Berechnungsformeln (4), (5) und (6) sind R_G 240 kΩ, R 10 Ω und Ausgangswiderstand R_O 10 kΩ. Tabelle 13
Tabelle 14
Tabelle 15
Tabelle 16
Table 17
Tabelle 18
Tabelle 19
Eine weitere Ausführungsform kann realisiert werden, indem die A-förmigen und V-förmigen Charakteristiken parallel in lateraler Achsenrichtung um folgendes in 1 bewegt werden.

(1)
und V_yv
(2)
und V_xV
(3)
, V_xV, und V_yV

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Steuerspannungen in der Schaltung geregelt, wodurch verschiedene V-I-Charakteristiken realisiert werden, angeglichen an die gebrochen-linearen Funktionen des dritten bis siebten Grades. Außerdem werden die verschiedenen V-I-Charakteristiken als eine IC-Form integriert und für einen Schwingungskreis und Chaoskreis verwendet.
Insbesondere da die N-förmige, nichtlineare Widerstandscharakteristik des N-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises gemäß der vorliegenden Erfindung einen negativen Widerstandsbereich in der Mitte hat, wird sie weitgehend für den Schwingkreis und den Neuronenkreis verwendet. Insbesondere die Charakteristik angeglichen an die Charakteristiken des dritten oder fünften Grades kann einen Sinusschwingkreis und Chaoskreis bilden durch Kombination mit L oder C.
Wie oben erwähnt werden die V-I-Charakteristiken, angeglichen an gebrochenlineare Charakteristiken vom dritten bis siebten Grad, realisiert. Außerdem kann die V-I-Charakteristik leicht durch die externen Spannungen verändert werden. Obwohl die Charakteristik des vierten oder sechsten Grades nicht viel verwendet wird, kann sie leicht realisiert werden, und die zusätzliche Anwendung für den Schwingkreis wird daher erwartet.
Außerdem kann der N-förmige, nichtlineare Widerstandskreis mit den Floating-Gate-MOSFETs der vorliegenden Erfindung in den Standard-CMOS-Halbleiterprozess integriert werden, die integrierte Schaltung für verschiedene Anwendungen ermöglichen.
Die Schaltung mit der N-förmigen Spannungs-Strom-Charakteristik kann weitgehend für den Sinusschwingkreis, Double-Scroll-Chaos-Kreis und Neuronenkreis verwendet werden. Diese Schaltungsstruktur ist leicht integrierbar als eine IC-Form und kann daher für verschiedene integrierte Schaltungen verwendet werden, die für Sinusschwingkreise und Chaosschwingkreise notwendig sind. Außerdem wird die nichtlineare Charakteristik des vierten oder sechsten Grades realisiert, die herkömmlicherweise nicht verwendet wird, und daher für einen anderen Schaltkreis verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, kann verschieden modifiziert werden, basierend auf den Kernpunkten der vorliegenden Erfindung, und diverse Modifizierungen sind vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht ausgeschlossen.
Wie oben detailliert erwähnt, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile erzielt.

(1) Da verschiedene N-förmige V-I-Charakteristiken realisiert werden durch die Charakteristiken, angeglichen an die gebrochen-linearen Funktionen des dritten bis siebten Grades, können sie durch externe Spannungen verschieden geändert werden.
(2) Die Integration wird durch den Standard-CMOS-Halbleiterprozess realisiert und verschiedene Kreise werden als eine Schaltung integriert.

Industrielle Anwendbarkeit
Ein nichtlinearer Widerstandskreis mit Floating-Gate-MOSFETs gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich als eine Vorrichtung mit einer N-förmigen Spannungs-Strom-Charakteristik, die wichtig ist als Grundkomponente, wie z. B. Schwingkreis, Chaoskreis oder Neuronenkreis, um für einen Spannungssteuerung-Sinusschwingkreis, Spannungssteuerungs-Chaosschwingkreis, dynamischen Neuronenkreis und Speicherkreis verwendet zu werden.

Claims

Ein nichtlinearer Widerstandskreis, bestehend aus einem Λ-förmigen Widerstandskreis (1) mit einem ersten Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET und einem V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreis (2) mit einem zweiten Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET, wobei besagter Λ-förmiger, nichtlinearer Widerstandskreis und besagter V-förmiger Widerstandskreis parallel geschaltet sind und der Strom des besagten Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Strom des besagten V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises addiert werden, wodurch verschiedene N-förmige Spannungscharakteristiken realisiert werden, und besagte N-förmige Spannungscharakteristiken kontinuierlich veränderlich sind, sodass Spannungs-Strom-Charakteristiken realisierbar sind, angeglichen durch gebrochen-lineare Funktionen von drittem bis siebtem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 1, wobei der Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises ein P-Kanal-MOSFET (M_pΛ) ist und der zweite Multi-Eingang-Floating-Gate-MOSFET des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises ein N-Kanal-MOSFET (M_nV) ist, wobei der Λ-förmige, nichtlineare Widerstandskreis außerdem einen N-Kanal-MOSFET (M_nΛ) beinhaltet, der mit dem Multi-Eingang-Floating-Gate MOSFET (M_pΛ) in Serie geschaltet ist, und der V-förmige, nichtlineare Widerstandskreis außerdem einen P-Kanal-MOSFET (M_pV) beinhaltet, der mit dem Multi-Eingang-Floating-Gate MOSFET (M_nV) in Serie geschaltet ist.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Formen der negativen Widerstandszonen in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Formen der Charakteristiken zu linearisieren, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_xΛ), zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des N-Kanal-MOSFET (M_nΛ), bzw. eine Spannung (V_xV), zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des P-Kanal-MOSFET (M_pV), entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch eine gebrochen-lineare Funktion von drittem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Formen der negativen Widerstandszonen in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Formen der Charakteristiken zu linearisieren, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET (M_pΛ) des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, bzw. eine Spannung (V_yV), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET (M_nV) des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochenlineare Funktion von drittem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem eine Neigung einer negativen Widerstandszone der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises oder der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich ist, um die Neigung der Charakteristik zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_xΛ), zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des N-Kanal-MOSFET (M_nΛ), bzw. eine Spannung (V_xV), zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des P-Kanal-MOSFET (M_pV), entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochen-lineare Funktion von viertem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Neigung einer negativen Widerstandszone der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich ist, um die Neigung der Charakteristik zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V- förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET (M_pΛ) des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, bzw. eine Spannung (V_yV), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET (M_nV) des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochenlineare Funktion von viertem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem Neigungen der negativen Widerstandszonen der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Neigungen der Charakteristiken zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des N-Kanal-MOSFET (M_nΛ), bzw. eine Spannung (V_xV), zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des P-Kanal-MOSFET (M_pV), entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochen-lineare Funktion von fünftem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem Neigungen der negativen Widerstandszonen der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Neigungen der Charakteristiken zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des n Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET (M_pΛ) des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, bzw. eine Spannung (V_yV), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET (M_nV) des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochenlineare Funktion von fünftem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem eine Neigung einer negativen Widerstandszone der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises oder der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich ist, um die Neigung der Charakteristik zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_xΛ), zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des N-Kanal-MOSFET (M_nΛ), bzw. eine Spannung (V_xV), zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des P-Kanal-MOSFET (M_pV), entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochen-lineare Funktion von sechsten Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Neigung einer negativen Widerstandszone der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises oder der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich ist, um die Neigung der Charakteristik zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET (M_pA) des Λ-fömigen, nichtlinearen Widerstandskreises, bzw. eine Spannung (V_yV), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET (M_nV) des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochenlineare Funktion von sechstem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Neigungen der negativen Widerstandszonen in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Neigungen der Charakteristiken zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_xΛ), zwischen einem Eingangspol des Λ-förmigen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des N-Kanal- MOSFET (M_nΛ), bzw. eine Spannung (V_xV), zwischen einem Eingangspol des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und einem Drain-Pol des P-Kanal-MOSFET (M_pV), entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochen-lineare Funktion von siebtem Grad.
Der nichtlineare Widerstandskreis nach Anspruch 2, bei dem die Neigungen der negativen Widerstandszonen in der Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises und der Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises veränderlich sind, um die Neigungen der Charakteristiken zu ändern, und die Spannungs-Strom-Charakteristik des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises bzw. die Spannungs-Strom-Charakteristik des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises um eine Spannung (V_yΛ), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-P-Kanal-MOSFET (M_pΛ) des Λ-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, bzw. eine Spannung (V_yV), zwischen Erde und einem Drain-Pol des Multi-Eingang-Floating-Gate-N-Kanal-MOSFET (M_nV) des V-förmigen, nichtlinearen Widerstandskreises, entlang einer Spannungsachse veränderlich ist, sodass eine N-Typ-V-I-Charakteristik realisierbar ist, angeglichen durch gebrochenlineare Funktion von siebtem Grad.