图4与图3比较，可以发现，图4中单极型RRAM存储器SET过程和双极型SET过程是一致的，随着器件尺寸减小整体变化趋势相同。但是，对于RESET 过程，单极型RRAM的存储速度比SET过程要慢，同时在RESET过程比SET过程减慢的更严重，这与双极型RRAM不同。但是这也符合上面对双极型 RRAM的RESET过程的判断，双极型RRAM利用了MOS管的双向不对称传输的特性，而单极型RRAM的SET和RESET过程都是在正电压下完成的，在SET过程中，RRAM处于高阻态，两端分压大，容易获得驱动电阻转变所需的电压降，写的速度快；而在RESET过程中，RRAM处于低阻态，需要更多的时间获得足够驱动电阻转变的电压降，写的速度慢。

由此可知，基于1T1R存储单元结构，双极型RRAM存储器比单极型RRAM存储器更有优势，因为其RESET过程的写速度要快得多，达到一个量级以上。同时，如图3和图4所示，1T1R存储单元结构对单极型RRAM存储器的RESET过程的驱动能力也有限，只达到1 V左右，这就增加了在1T1R单元存储结构中使用单极型RRAM存储器的限制。
    在图5中，以SET过程为例，反映了BL和WL端的输入脉冲电压值uP对RRAM器件速度的影响，并针对180 nm，90nm和65 nm MOS管的情况进行了比较。由的延时图可见，随着BL和WL端的输入脉冲电压的增加，基于1T1R结构的RRAM存储单元在SET过程的写速度总体上是不断增加的。这说明基于1T1R结构的RRAM存储器存在对高速度和低功耗要求的矛盾，需要在具体设计中进行折衷考虑。需要注意的是，当前讨论的所有延时都是1T1R结构中MOS晶体管对存储电路单元造成的延时影响tMOS，并没有考虑RRAM器件本身的延时tnRRAM实际应该是 tDELAY=tMOS+tRRAM。

2．3 RRAM单元电路功耗的Spice仿真与分析
    基于上面建立的双极型和单极型RRAM模型，下面针对图1所示的1T1R存储单元结构，使用Spice电路仿真软件对RRAM单元电路部分造成的功耗进行了仿真。
    由于双极型和单极型RRAM存储器的SET和RESET过程的电阻转变所需的驱动能力不同，图6和图7分别为对应的器件对1T1R结构存储单元总功耗pM的影响，并同时比较了对应180 nm，90 nm和65 nmMOS管的情况。
    由图6和图7可以看到，无论是双极型还是单极型RRAM存储器，RESET过程的功耗比SET过程要大得多，可能是因为RESET过程中，RRAM处于低阻态，流过单元电路的电流很大；而SET过程中，RRAM处于高阻态，流过单元电路的电流很小。
    另外，无论是双极型还是单极型RRAM存储器，1T1R结构的存储单元的总功耗与MOS管的尺寸无关。这也表明，随着MOS管的尺寸减小，对适用于1T1R存储单元结构的双极型和单极型RRAM器件性能指标的要求都更加严格。

3 结 语
    针对阻变非易失性存储器技术，设计了基于1T1R结构的存储单元，并使用Spice仿真软件，对基于1T1R结构的双极型和单极型的RRAM存储单元电路的速度和功耗特性进行模拟仿真，并对结果进行总结和分析，为RRAM器件的进一步应用提供参考和帮助。