一種新型憶阻器電路模型的建立及其應(yīng)用研究.pdf

1、憶阻器是具有記憶功能的非線性電阻,作為與電阻、電容、電感相并列的第四代電路元件。由于其制備受限于納米工藝和嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件,短時(shí)間內(nèi)還不能夠走出實(shí)驗(yàn)室,導(dǎo)致對(duì)憶阻器的研究一直停留在理論研究階段。為加快憶阻器的應(yīng)用研究,憶阻器的電路模型研究成為近些年的一個(gè)研究熱點(diǎn),但目前已有的電路模型還存在許多不足,諸如憶阻值不可測,滿足HP憶阻器特性的同時(shí)無法滿足憶阻器定義,以及無法作為二端口器件應(yīng)用于其它電路中等。因此,有必要建立符合HP憶阻器特性的二

2、端口電路模型。本文的目的是構(gòu)建符合HP憶阻器的電路模型,并通過該電路模型實(shí)現(xiàn)憶容器的電路模型,以及探討將該憶阻器電路模型應(yīng)用于混沌電路的可行性。
　　本文首先基于磁通控制型憶阻器的定義,通過構(gòu)建其基本構(gòu)成變量——磁通,實(shí)現(xiàn)磁通量對(duì)憶阻器導(dǎo)納值的直接控制,借助于光控電阻(Light-DependentResistor,LDR)實(shí)現(xiàn)憶阻器的等效二端口網(wǎng)絡(luò)。該憶阻器等效電路由兩部分構(gòu)成,控制電路和等效憶阻器。其中,控制電路可視為一個(gè)黑匣

3、子,它并聯(lián)在等效憶阻器的兩側(cè),通過LDR實(shí)現(xiàn)磁通量對(duì)憶導(dǎo)值的遠(yuǎn)程控制,以避免因直接的電氣連接造成控制電路對(duì)等效憶阻器阻值的影響。該憶阻器電路模型導(dǎo)納值可測,電路結(jié)構(gòu)較以往的電路模型簡單、工作頻率寬,電壓電流特性也與HP憶阻器的滯后環(huán)特性一致。
　　然后,對(duì)目前已存在的五種憶阻器數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,重點(diǎn)考察它們對(duì)本文提出的LDR憶阻器電路模型的適用性,如無源特性、電壓電流特性以及在不同頻率輸入信號(hào)作用下的電路特性等。通過仿真和性能對(duì)

4、比,最后確定基于憶阻系統(tǒng)定義的憶阻器數(shù)學(xué)模型能夠表征LDR憶阻器電路模型的各項(xiàng)性能。
　　接著,本文從憶阻器和憶容器內(nèi)部變量之間的關(guān)系出發(fā),以LDR憶阻器電路模型為基礎(chǔ),通過建立二者組成變量的關(guān)系轉(zhuǎn)換器,最終實(shí)現(xiàn)了憶容器的電路模型,并推導(dǎo)出該憶容器等效憶容的計(jì)算公式。該電路模型滿足憶容器電荷電壓間的非線性關(guān)系,當(dāng)輸入低頻正弦電壓時(shí),電壓與電荷之間呈現(xiàn)明顯的滯后環(huán)特性。
　　最后,在LDR憶阻器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)LDR憶阻器