[發明專利]基于可調同質結場效應器件的單元電路及多功能邏輯電路

有效

• 申請號: 202010596101.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111697964B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 繆峰;梁世軍;潘晨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H03K19/17704
• 分類號: H03K19/17704
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王恒靜

1.一種基于可調同質結場效應器件的單元電路，其特征在于，所述單元電路E包括：

第一輸入端V_in1，用于接收第一輸入電壓信號；

第二輸入端V_in2，用于接收第二輸入電壓信號；

第三輸入端V_in3，用于接收第三輸入電壓信號；

第一可調同質結場效應晶體管M1，其源極S1耦接至第一輸入端，靠近源極S1的柵極電極1a連接至第二輸入端，其靠近漏極的柵極電極1b耦接至第三輸入端；

第二可調同質結場效應晶體管M2，其源極S2耦接至第三輸入端，靠近源極S2的柵極電極2a連接至第二輸入端，其靠近漏極的柵極電極2b耦接至第一輸入端；

所述第一可調同質結場效應晶體管的漏極與第二可調同質結場效應晶體管的漏極相連，并由其連接點的輸出作為輸出端V_out；

所述第一可調同質結場效應晶體管M1和第二可調同質結場效應晶體管M2的結構相同，包括襯底絕緣材料、溝道材料層、絕緣層和金屬電極層；所述金屬電極層包括漏電極層、源電極層、柵電極層A和柵電極層B，所述柵電極層A和柵電極層B并列制備于襯底絕緣材料之上，且柵電極層A和柵電極層B之間留有間隙，保證二者之間電絕緣，絕緣層完全覆蓋于柵電極層A和柵電極層B之上，所述漏電極層置于所述柵電極層A上方的溝道材料層的左側邊緣，所述源電極層置于所述柵電極層B上方的溝道材料層的右側邊緣，即柵電極層A與M1中的柵極電極1b對應，柵電極層A與M2中的柵極電極2b對應，柵電極層B與M1中的柵極電極1a對應，柵電極層B與M2中的柵極電極2a對應。

2.根據權利要求1所述的基于可調同質結場效應器件的單元電路，其特征在于，若第一輸入端V_in1和第三輸入端V_in3分別輸入信號A和信號B，第二輸入端V_in2輸入高電平，輸出端V_out輸出為與門，邏輯運算結果為AB，

第二輸入端V_in2輸入低電平，輸出端V_out輸出為或門，邏輯運算結果為A+B，

第二輸入端V_in2輸入信號C，輸出端V_out輸出為減法借位運算，邏輯運算結果為

若第一輸入端V_in1和第二輸入端V_in2分別輸入信號A和信號B，第三輸入端V_in3為高電平，輸出端V_out輸出邏輯運算結果第三輸入端V_in3為低電平，輸出端V_out輸出邏輯運算結果

若第三輸入端V_in3為輸入信號A，第一輸入端V_in1和第二輸入端V_in2為相同的電平，則輸出端為信號跟隨，邏輯運算結果為A；

若第三輸入端V_in3為輸入信號A，第一輸入端V_in1為高電平，第二輸入端V_in2為低電平，則輸出信號恒為高電平，若第一輸入端V_in1為低電平，第二輸入端V_in2為高電平，則輸出信號恒為低電平；

若第一輸入端V_in1與所述第三輸入端V_in3為相反的電平，輸入信號V_in2為輸入信號A，則輸出端V_out實現非門，邏輯運算結果為

3.一種多功能邏輯電路，其特征在于，其包括兩個權利要求1所述的單元電路，分別記為邏輯電路E1和邏輯電路E2，所述邏輯電路E1對應的輸出端與所述邏輯電路E2的第二輸入端相連，形成具有5個輸入端和1個輸出端的邏輯電路，分別記為第一輸入端V_in1，第二輸入端V_in2，第三輸入端V_in3，第四輸入端V_in4，第五輸入端V_in5。