忆阻器混沌电路的仿真

本文介绍了HP忆阻器的基本概念及数学模型,该模型可以较好地表示HP忆阻器的非线性掺杂漂移性质,将忆阻器用于蔡氏电路,可以得到基于忆阻器的混沌电路。笔者使用Matlab进行系统级仿真,并简要地进行了动力学分析。建立了忆阻器的Orcad模型,对其进行了仿真实验,其结果与HP实验室相同。我们用Orcad进行器件级仿真,为实际的混沌电路提供基础。该数值仿真和电路仿真结果一致,表明该混沌电路是可行的。     

基于阈值电压的忆阻器模型研究

为了使忆阻器模型更加接近实际器件,提高其电学特性仿真的准确性。文章在惠普实验室提出的忆阻器物理模型的基础上,在Matlab中对忆阻器进行建模,并对忆阻器的模型根据实际器件具有的电压阈值特性进行了改进,仿真结果表明基于改进电压阈值的模型所呈现的电学特性更加准确地反映了忆阻器的输入输出特性。     

纳流体忆阻器数学建模及仿真

本文对纳流体忆阻器进行详细建模,计算出不同浓度条件下纳米沟道表面的电荷密度。通过设置纳米沟道中边界条件,计算在电压脉冲条件下,沟道中界面移动的速率和位移以及每一个脉冲条件下纳米沟道的变化。同时将计算模型结果和实验结果进行对比,发现两者结果非常匹配,为纳流体忆阻器的突触行为提供数学支撑。     

一种分数阶忆阻器的Verilog-A模型及应用

近年来,科研人员为研究忆阻器的电气特性及其在电路中的应用,建立了多种整数阶忆阻器的Verilog-A模型,但分数阶忆阻器的Verilog-A模型还未见报道.文章提出了一种分数阶忆阻器的Verilog-A模型,对其相关特性进行了分析,总结了参数对忆阻器电气特性影响的规律,并将此模型应用于脉冲宽度调制(PWM)电路中,通过...     

基于互补式忆阻器的多路复用器设计与实现

针对现有忆阻器逻辑设计方法所需忆阻器数量较大和操作步骤较多的问题,提出一种基于互补式忆阻器(complementary resistive switches,CRS)的灵活配置同行忆阻器的逻辑设计方法.通过对施加于CRS的高电压设置电压约束,更快速地实现布尔逻辑,并利用该方法实现了四种基本逻辑门,分别是与逻辑(AND)...     

氧化物忆阻器材料及其阻变机理研究进展

忆阻器是目前材料和电子领域的研究前沿和热点,氧化物材料在忆阻器研究中具有重大价值。本文综述了近年来研究较多的几种典型氧化物忆阻器材料,包括TiO_2、SiO_x、HfO_x、Al_2O_3、ZnO、ZrO_2、TaOx以及ZnSnO_3等,并介绍了导电细丝机制、氧化还原机制、边界迁移机制以及相变机制等四种常见的阻变机理,展望了未来忆阻器材料研究的方向与重点。     

基于忆阻器的Simulink模型及其特性分析

忆阻器是纳米级尺寸、非易失性的两端无源性器件,在数据存储、图像处理和模拟神经网络突触等方面有很大的优势。为了研究忆阻器的特性,在理想的忆阻器模型的基础下,搭建了2种不同窗函数的忆阻器Simulink模型。通过Matlab仿真研究了不同的输入激励以及模型的变化对忆阻器的影响,获得了关于忆阻器的许多新特性和一些重要的结果,并与已知的忆容器和忆感器的输入输出特性作了对比,说明忆阻器与忆容器、忆感器具有相似的特性。仿真结果表明忆阻器在应用方面的具有很大的潜力。     

基于忆阻器的乘法器电路设计

忆阻器作为一种非易失性的新型电路元件,在数字逻辑电路中具有良好的应用前景。目前,基于忆阻器的逻辑电路主要涉及全加器、乘法器以及异或(XOR)和同或(XNOR)门等研究,其中对于忆阻乘法器的研究仍比较少。该文采用两种不同方式来设计基于忆阻器的2位二进制乘法器电路。一种是利用改进的“异或”及“与”多功能逻辑模块,设计了一个2位二进制乘法器电路,另一种是结合新型的比例逻辑,即由一个忆阻器和一个NMOS管构成的单元门电路设计了一个2位二进制乘法器。对于所设计的两种乘法器进行了比较,并通过LTSPICS仿真进行验证。该文所设计的乘法器仅使用了2个N型金属-氧化物-半导体(NMOS)以及18个忆阻器(另一种为6个NMOS和28个忆阻器),相比于过去的忆阻乘法器,减少了大量晶体管的使用。     

第四种无源电子元件忆阻器的研究及应用进展

忆阻器是一类具有电阻记忆行为的非线性电路元件,被认为是除电阻、电容、电感外的第四个基本电路元件。综述了忆阻器和忆阻系统概念的产生与发展过程,实现忆阻功能的几种模型与机理,如边界迁移、自旋阻塞、绝缘体-金属转变、丝导电、氧化还原反应等。阐述了忆阻器和忆阻系统在模型分析、生物记忆行为仿真、基础电路和器件设计方面的应用前景。     

忆阻元件的研究进展

忆阻元件是一种联系电荷和磁链之间关系的新的无源电路元件,可以称其为第四类基本电路元件。本文首先介绍了忆阻元件的概念、基本模型及其数学表示方法,然后介绍了目前国内外的研究现状。国内研究主要集中于忆阻元件的数学模性、特性及与其它元件组成的简单电路的性能;国外的研究主要集中于忆阻元件在各方面的潜在应用以及由忆阻概念进一步推测忆容和忆感元件及其系统。     

用于SPICE模拟高频互连效应的RLC电路模型

提出了一个用于ＳＰＩＣＥ模拟高频互连 应的ＰＣＬ互连电路模型,该模型考虑了频率对互连电感、电阻的影响,适用于从芯片间互连到芯片内互连高频效应的分析。基于所提出的互连模型,对频率达１０００ＭＨｚ时芯片内长互连线的延迟、串扰、过冲等互连寄生效应进行了分析,并指出了抑制互连效应的技术途径。     

基于双曲函数的通用型荷控忆阻器电路等效模型分析

目前,忆阻器模拟器的研究主要集中在磁控忆阻器,对荷控忆阻器模拟器的研究不多,双曲函数型的荷控忆阻器模拟器也很少涉及。因此,该文提出一种基于双曲函数的通用型荷控忆阻器模拟器。模拟器通过电压-电流的相互转换电路,实现电路中电压和电流信号之间的相互转换,再通过电路中对应的电路模块对产生的信号进行计算,最终得到通用型双曲荷控忆阻器模型。模拟器能够实现双曲正弦、双曲余弦以及双曲正切函数对应的荷控忆阻器模型。通用型双曲函数荷控忆阻器模拟器对应的等效电路,主要由运算放大器、电阻、电容、三极管等基本元件组成。分析模拟器在不同幅值以及不同频率的输入信号下的伏安特性曲线,得出荷控忆阻器模拟器符合记忆元件的基本特性。该文提出的通用型双曲函数荷控忆阻器模型,对忆阻器模型的发展具有一定的参考意义。     

惠普忆阻电路的线性叠加分析

基于惠普(HP)忆阻器的元件特性,该文分析了惠普忆阻器的数学关系式,惠普忆阻元件的内部状态变量与忆阻阻值之间存在增量线性关系,在外加电压下惠普忆阻器阻值的变化可叠加,得出了惠普忆阻电路具有线性叠加性的结论。通过PSpice电路仿真验证上述结论的有效性和正确性,为叠加定理在含惠普忆阻器及线性元件的线性电路中的使用提供了理论分析支撑。     

Ferroelectric Domain Wall Memristor

A domain wall‐enabled memristor is created, in thin film lithium niobate capacitors, which shows up to twelve orders of magnitude variation in resistance. Such dramatic changes are caused by the injection of strongly inclined conducting ferroelectric domain walls, which provide conduits for current flow between electrodes. Varying the magnitude of the applied electric‐field pulse, used to induce switching, alters the extent to which polarization reversal occurs; this systematically changes the density of the injected conducting domain walls in the ferroelectric layer and hence the resistivity of the capacitor structure as a whole. Hundreds of distinct conductance states can be produced, with current maxima achieved around the coercive voltage, where domain wall density is greatest, and minima associated with the almost fully switched ferroelectric (few domain walls). Significantly, this “domain wall memristor” demonstrates a plasticity effect: when a succession of voltage pulses of constant magnitude is applied, the resistance changes. Resistance plasticity opens the way for the domain wall memristor to be considered for artificial synapse applications in neuromorphic circuits.     

单光子雪崩二极管SPICE仿真模型的建立和应用

单光子雪崩二极管(SPAD)作为一种高效的光子探测器件被广泛应用于量子通信和三维成像等领域。在Cadence中建立了一个SPAD的Spice模型,通过Verilog-A语言,采用两个e指数函数的组合,以连续函数的方式描述了SPAD在盖革模式区等效电阻的动态变化。这两个e指数函数分别体现了高阻区和低阻区的等效电阻特性,解决了分段电阻模型仿真不收敛的问题。该Spice模型模拟了SPAD器件在“接收光子-雪崩产生脉冲-淬灭-复位”工作过程中的动态特性和SPAD从正偏到二次击穿的静态I-V特性。将其应用到4种不同淬灭电路的仿真中,验证了该模型的有效性和稳定性。     

IGBT的SPICE模拟

本文提出一种用ＳＰＩＣＥ程序对ＩＧＢＴ进行模拟的方法。这种方法具有简单、实用等优点。通过对实际ＩＧＢＴ的特性曲线的模拟和对ＩＧＢＴ的关断特性的分析，证明了这种方法是可行的。     

基于二值和三值忆阻器模型构建的混沌系统的特性分析

近年来,基于忆阻器的非线性动力学问题备受关注。该文以二值和三值忆阻器为例分析了二值和多值忆阻器对于混沌系统动力特性的影响。首先,将二值忆阻器引入Chen系统,构建了一个4维的基于二值忆阻器的混沌系统(BMCS)。其次,使用三值忆阻器替换上述系统中的二值忆阻器,构建一个4维的基于三值忆阻器的混沌系统(TMCS)。通过理论分析与数值仿真,从多个角度对比了两个混沌系统之间的动力学特性差异,如Lyapunov指数、分岔图、系统的平衡点、系统稳定性、对初值的敏感性以及系统的复杂度分析等。结果表明,两个基于忆阻器的混沌系统都具有无穷多个平衡点,二者产生的吸引子均为隐藏吸引子,且都存在的暂态混沌现象,但三值忆阻混沌系统具有超混沌特性,且相比二值忆阻混沌系统具有更强的初值敏感性以及更大的参数取值区间。分析得出基于三值忆阻器构建的混沌系统比基于二值忆阻器的混沌系统能够产生更为复杂的动力学特性,混沌信号也更为复杂。     

二端变类器实现忆阻元件

忆阻元件是由蔡少棠先生根据对称原理推测出的第四种基本电路元件。变类器是线性二端口类型变换器的统称。它的作用是把电路元件从一种类型转变为另一种类型。本文根据忆阻元件的一般特性,介绍了利用二端变类器实现忆阻元件的状态方程,并利用第1型R—M变类器和第Ⅱ型R—M变类器和电阻元件结合,给出了可以表征忆阻元件特性的电路原理模型图。