[發明專利]一種具有雙極特性的浮地型HP憶阻等效電路

有效

• 申請號: 201710231830.9
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107103929B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 王將;錢輝;居朱濤;徐犇;包伯成;陳墨;徐權
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有雙極特性的浮地型HP憶阻等效電路，包括運放U1、電流傳輸器U2和U3、乘法器U4以及電阻R1和R2、電容C1；其中電阻R1、電容C1和電流傳輸器U2相連構成積分電路；運放U1的正輸入端連接輸入信號，輸出端與負輸入端連接實現電壓跟隨；乘法器U4實現信號的相乘；電流傳輸器U3與R2以及乘法器輸出相連，實現輸出電流與輸入電流的鏡像。本發明利用模擬電路實現了HP TiO₂憶阻的伏安特性，結構簡單，而且改變乘法器的輸入端口連接可實現增量憶阻與減量憶阻的變換，更加符合HP憶阻特性。

技術領域

本發明涉及一種HP憶阻等效電路，尤其涉及一種具有雙極特性的浮地型憶阻等效電路的設計。

背景技術

憶阻(memristor)是描述電荷(charge)和磁通(magnetic flux)關系的實現電路的基本組成元件。1971年，蔡少棠從理論上預測了憶阻元件的存在性，2008年，惠普公司實驗室史特科夫等在《自然》上首次報道了憶阻器的實現性。憶阻是一種有記憶功能的非線性電阻(nonlinear resistor)，可以記憶流經它的電荷數量，通過控制電流(current)的變化可改變其阻值，而且這種變化當斷電時還能繼續保持，這就使得憶阻成為天然的非揮發性存儲器，其記憶特性將對計算機科學、生物工程學、神經網絡、電子工程、通信工程等產生極其深遠的影響。

然而HP TiO₂憶阻采用的納米技術，存在實現困難和成本高的缺陷，憶阻器目前還未作為一個實際的元件走向市場，因此設計一種憶阻等效電路并用其替代實際憶阻器進行實驗和應用研究具有重要意義。

目前雖然已經報導了少量的憶阻器等效電路，但是結構都較為復雜，而且多以接地形式為主，而且與HP憶阻模型的誤差較大，且等效電路只能對HP憶阻的增量或減量一種特性進行等效，難以精確模擬實際憶阻器的特性，使得等效電路的應用存在缺陷。本發明要解決的技術問題就是提供一種結構簡單的浮地型HP憶阻器等效電路，通過改變連接方式可以實現增量和減量兩種特性的模擬。

發明內容

本發明的主要目的是針對現有HP TiO₂憶阻等效電路結構的不足提供一種浮地型HP憶阻器等效電路，用以模擬憶阻器的伏安特性，具有結構簡單，與HP憶阻模型的誤差小等優點。

上述目的通過下述的技術方案來實現：

包括運放U1、電流傳輸器U2和U3、乘法器U4以及電阻R1和R2、電容C1。

所述電阻R1的兩端標注為A和B端，電阻R2的兩端標注為C和D端，電容C1的兩端標注為E和F端。

所述A端連接輸入端V1，B端與電流傳輸器U2的Y端連接，E端與電流傳輸器U2的Z端連接，F端與地連接，電流傳輸器U2的X端與地連接，構成積分器。

所述乘法器U4的X1端與電流傳輸器U2的輸出W端連接，Y1端與輸入端V1連接，乘法器U4的X2端和Y2端與地連接。

所述運放U1的正輸入X端連接輸入端V1，負輸入Y端連接輸出端Z端，構成電壓跟隨器。

所述C端連接運放U1的輸出端Z端，D端與電流傳輸器U3的Z端連接，電流傳輸器U3的X端與乘法器U4的輸出W端連接，電流傳輸器U3的輸出W端與地連接，電流傳輸器U3的Y端連接輸入端V2。

電阻R1和R2的阻值相等。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明設計了一種能夠實現浮地憶阻器伏安特性的模擬等效電路，該模擬電路僅含有一個運放、兩個電流傳輸器、一個乘法器以及兩個電阻、一個電容，電路結構簡單，易于構建。

2、使用電流傳輸器和一個電阻、一個電容實現了積分運算，結構簡單，積分精度高。