RU2003119443A

RU2003119443A - Способ неразрушающего считывания данных и устройство для осуществления данного способа

Info

Publication number: RU2003119443A
Application number: RU2003119443/09A
Authority: RU
Inventors: Пер-Эрик НОРДАЛ
Original assignee: Тин Филм Электроникс Аса
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2004-12-27

Claims

1. Способ определения логического состояния ячейки памяти запоминающего устройства, хранящей данные в форме состояния электрической поляризации конденсатора, который содержит поляризуемый материал, способный сохранять неисчезающую электрическую поляризацию в отсутствие внешнего напряжения, прилагаемого к конденсатору, и генерировать ток в качестве отклика на приложенное напряжение, причем токовый отклик содержит линейный и нелинейный компоненты, отличающийся тем, что предусматривает выполнение следующих операций:

приложение к конденсатору первого изменяющегося во времени напряжения, соответствующего режиму слабых сигналов, амплитуду и/или длительность которого выбирают меньшими, чем это требуется для создания значительных постоянных изменений состояния поляризации конденсатора,

приложение к конденсатору второго изменяющегося во времени напряжения, которое складывается с первым изменяющимся во времени напряжением, причем амплитуду и/или длительность суммы первого и второго напряжений, изменяющихся во времени, выбирают меньшими, чем это требуется для создания значительных постоянных изменений состояния поляризации конденсатора,

регистрация, по меньшей мере, одной характеристики токового отклика конденсатора, генерируемого в режиме слабых сигналов, имеющей линейную или нелинейную зависимость от первого и/или второго приложенного напряжения, изменяющегося во времени,

проведение корреляционного анализа, основанного на использовании коррелирующих опорных сигналов, сформированных на основе как первого, так и второго изменяющихся во времени напряжений, приложенных к конденсатору,

определение логического состояния путем получения количественной оценки результата указанного корреляционного анализа и

приписывание определенному логическому состоянию логического значения в соответствии с заданным протоколом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корреляционный анализ проводят в два этапа, первый из которых предусматривает регистрацию временной корреляции между указанным напряжением, соответствующим режиму слабых сигналов, и, по меньшей мере, одной указанной характеристикой токового отклика конденсатора, генерируемого в режиме слабых сигналов, для определения значения (значений), по меньшей мере, одного параметра, который характеризует, по меньшей мере, одну указанную характеристику токового отклика конденсатора, генерируемого в режиме слабых сигналов, тогда как

второй этап корреляционного анализа предусматривает регистрацию корреляции между указанным, по меньшей мере, одним параметром и значением, знаком и/или фазой второго приложенного напряжения, изменяющегося во времени.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что корреляционный анализ проводят за один этап, при выполнении которого устанавливают корреляцию между, по меньшей мере, одной указанной характеристикой токового отклика конденсатора, генерируемого в режиме слабых сигналов, и опорным сигналом, сформированным на основе как первого, так и второго изменяющихся во времени напряжений.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение, приложенное к конденсатору, является квазистатическим напряжением произвольной полярности.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение, приложенное к конденсатору, переключают между набором положительных и/или отрицательных значений.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение, приложенное к конденсатору, имеет низкую частоту или медленно изменяющееся значение.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение, приложенное к конденсатору, представляет собой синусоидальное напряжение.

8. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве первого изменяющегося во времени напряжения, соответствующего режиму слабых сигналов, выбирают периодическое напряжение с основной компонентой ряда Фурье, имеющей частоту ω, регистрируют фазу компоненты токового отклика на частоте второй гармоники и выполняют первый этап корреляционного анализа с использованием фазы опорного сигнала, сформированного из первого приложенного к конденсатору изменяющегося во времени напряжения, соответствующего режиму слабых сигналов.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что первое изменяющееся во времени напряжение, соответствующее режиму слабых сигналов, представляет собой синусоидальное напряжение.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанных изменяющихся во времени напряжений выбирают два периодически изменяющихся слабых сигнала с основными компонентами ряда Фурье, имеющими частоты ω₁и ω₂, регистрируют фазы компонент токового отклика на суммарной и разностной частотах ω₁+ω₂ и ω₁-ω₂ и сопоставляют указанные фазы с опорной фазой, полученной из указанных изменяющихся во времени напряжений, приложенных к конденсатору.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанные компоненты периодически изменяющихся сигналов представляют собой синусоидальные напряжения.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что регистрируют фазы двух или более нелинейных компонент токового отклика на частотах 2ω₁ и/или 2ω₂, и/или ω₁+ω₂ и/или ω₁-ω₂ и сопоставляют указанные фазы с опорной фазой, полученной из тех же изменяющихся во времени напряжений, приложенных к конденсатору.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что регистрируют фазы двух или более нелинейных компонент токового отклика на 2ω₁ и/или 2ω₂, и/или ω₁+ω₂ и/или ω₁-ω₂ и сопоставляют указанные фазы с опорной фазой, полученной от опорной ячейки с известным логическим состоянием, к которой приложены такие же напряжения.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрация, по меньшей мере, одной характеристики токового отклика конденсатора, генерируемого в режиме слабых сигналов, предусматривает регистрацию, при двух или более значениях второго изменяющегося во времени напряжения, отношения значения токового отклика, генерируемого в режиме слабых сигналов, на первое изменяющееся во времени напряжение, к значению указанного первого изменяющегося во времени напряжения, причем указанное отношение соответствует наклону кривой гистерезиса.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение выбирают в виде низкочастотного или медленно изменяющегося напряжения смещения, которое изменяется в пределах заданного интервала положительных и/или отрицательных значений.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение выбирают в виде напряжения, изменяющегося периодически между положительным и отрицательным значениями.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение выбирают в виде плавно изменяющегося напряжения, перекрывающего интервал напряжений между двумя положительными значениями или двумя отрицательными значениями, или между положительным и отрицательным значениями.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение выбирают в виде напряжения, периодически изменяющегося с частотой, меньшей частоты первого изменяющегося во времени напряжения.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что второе изменяющееся во времени напряжение выбирают в виде синусоидального напряжения.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданный протокол приписывает одно из двух возможных логических состояний в зависимости от полученной количественной оценки.

21. Устройство для сопоставления фаз при осуществлении способа, заявленного в п.1, отличающееся тем, что содержит:

генератор сигнала для подачи двух или более считывающих сигналов с заданными фазами на ячейку памяти, подключаемую к генератору и формирующую при подаче считывающих сигналов сигнал отклика, имеющий две или более нелинейные токовые компоненты;

фазочувствительный детектор, подключаемый к ячейке памяти и выполненный с возможностью осуществления фазочувствительного детектирования, по меньшей мере, двух фаз в сигнале отклика от ячейки памяти;

источник опорного сигнала, связанный с указанным генератором сигнала и выполненный с возможностью генерирования, на основе суммы и разности фаз входных считывающих сигналов, опорных фазовых сигналов, подаваемых на связанный с ним фазочувствительный детектор для детектирования и коррелирования указанных компонент отклика, а также для проведения сопоставления между фазовыми опорными сигналами и, по меньшей мере, одной детектированной и коррелированной компонентой отклика, и,

по меньшей мере, один дискриминаторно/логический контур, связанный с фазочувствительным детектором для приема его выходного сигнала, выполненный с возможностью определения логического состояния ячейки памяти.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что с выходом источника опорного сигнала связан регулятор фазы, обеспечивающий получение сдвинутого по фазе сигнала с фазой ω+π и подающий указанный сигнал на фазочувствительный детектор и, при необходимости, в дискриминаторно/логический контур.

23. Устройство для сопоставления фаз при осуществлении способа, заявленного в п.1, отличающееся тем, что содержит

генератор сигнала для подачи первого периодического считывающего сигнала, наложенного на второй периодический считывающий сигнал меньшей частоты, чем первый считывающий сигнал, на ячейку памяти, подключаемую к генератору и формирующую сигнал отклика с частотой, равной двукратной частоте первого периодического считывающего сигнала; и

фазочувствительный детектор/дискриминатор, подключаемый к ячейке памяти для получения от нее сигнала и выполненный с возможностью получения от генератора сигнала опорных фазовых сигналов в форме первого и второго считывающих сигналов, а также коррелирования фазы сигнала отклика с фазой одного или обоих опорных фазовых сигналов, причем

фазочувствительный детектор/дискриминатор выполнен с возможностью определения логического состояния ячейки памяти по значению и/или фазе скоррелированного по фазе сигнала отклика.